[发明专利]半导体装置及使用了该半导体装置的能量传递装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置、及使用了该半导体装置的能量传递装置，尤其涉及在代表能量传递装置的开关电源装置中，反复开闭主电流的半导体装置。

背景技术

作为现有的半导体装置，具体可举出高耐压横型半导体装置，参照图6对其进行说明(例如参照专利文献1)。图6是针对现有的半导体装置的构成进行表示的剖面图。

现有的半导体装置124如图6所示，具备含有开关元件121及JFET(Junction Field-Effect Transistor)元件122的高耐压半导体元件123。半导体装置124具备：源电极111、栅电极112、第一漏电极(以下称为“漏电极”)113、和第二漏电极(以下称为“TAP电极”)114，具有四种电极。

在P^-型半导体基板101的表面形成有N型漂移区域102。在半导体基板101的表面与漂移区域102相邻地形成有P型基极区域103。在基极区域103的表面与漂移区域102分离地形成有N⁺型源极区域104。在基极区域103的表面与源极区域104相邻地形成有P⁺型基极接触区域105。在源极区域104与漂移区域102之间的基极区域103上形成有栅极绝缘膜106。在漂移区域102的表面与基极区域103分离地形成有N⁺型第一漏极区域107。在漂移区域102的表面与第一漏极区域107分离地形成有N⁺型第二漏极区域108。

在基极区域103与第一漏极区域107之间的漂移区域102的表面，与第一漏极区域107分离地形成有P型第一顶上半导体层109a，第一顶上半导体层109a与基极区域103在未图示的部位电连接。在第一漏极区域107与第二漏极区域108之间的漂移区域102的表面，与第一漏极区域107及第二漏极区域108分离地形成有P型第二顶上半导体层109b，第二顶上半导体层109b与基极区域103在未图示的部位电连接。

源电极111形成在半导体基板101上，与基极区域103及源极区域104电连接。栅电极112形成在栅极绝缘膜106上。漏电极113形成在半导体基板101上，与第一漏极区域107电连接。TAP电极114形成在半导体基板101上，与第二漏极区域108电连接。

在第一、第二顶上半导体层109a、109b上形成有第一、第二场绝缘膜110a、110b。在半导体基板101上，隔着第一、第二场绝缘膜110a、110b形成有层间膜115。

在现有的半导体装置中，如果对漏电极113与源电极111之间施加电压，则基于电场效应使得第二漏极区域108附近的漂移区域102被耗尽，对TAP电极114输出的电压例如被夹断(pinch off)为50V左右。

即，如图7所示，当对漏电极113与源电极111之间施加的电压低于夹断电压时，对TAP电极114供给的电压与对漏电极113和源电极111之间施加的电压成比例。另一方面，当对漏电极113与源电极111之间施加的电压高于夹断电压时，对TAP电极114供给的电压为夹断电压，即一定的电压，比对漏电极113与源电极111之间施加的电压低。

这样，在现有的半导体装置124中，由于对导通状态的TAP电极114供给的电压如图7所示，与漏电极113的电压成比例，所以，可以通过TAP电极114检测出导通状态的漏电极113与源电极111之间的导通电压。

而且，即使对截止状态的漏电极113施加了高电压，也能够夹断对TAP电极114输出的电压。

这里，针对现有的半导体装置124的动作进行如下说明。

在源电极111为负电压、栅电极112为正电压的情况下，由于基极区域103中隔着栅极绝缘膜106与栅电极112相对的区域的表面反转为N型区域，所以，可以通过该N型区域在漏电极113与源电极111件流动电流(导通状态)。即，可以利用通过对栅电极112施加电压而产生的电场，对漏电极113与源电极111之间流过的电流进行控制。

即便使栅电极112与源电极111同电位(截止状态)、对漏电极113施加高电压，也能够通过向第二漏极区域108附近的漂移区域102扩展的耗尽层夹断向TAP电极114输出的电压。因此，可以将TAP电极114与低电压电路(这里，作为“低电压电路”的具体例子，例如可举出具备现有的半导体装置的开关电源装置所含有的控制电路(参照后述的图8：144)等)连接。